CN101544997A - 一种灵芝菌丝体的双液相补糖发酵生产胞外多糖的工艺 - Google Patents
一种灵芝菌丝体的双液相补糖发酵生产胞外多糖的工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及灵芝菌丝体多糖的生产工艺,具体的说涉及一种灵芝菌丝体的双液相补糖发酵生产胞外多糖的工艺。本发明以发酵液体积3%-20%的植物油作为氧载体加入发酵液中,进行灵芝菌丝体胞外多糖的双液相发酵,同时在发酵中后期进行补糖,提供一种能显著提高灵芝菌丝体胞外多糖得率的灵芝菌丝体的双液相补糖发酵生产胞外多糖的工艺。
Description
技术领域
本发明涉及灵芝菌丝体多糖的生产工艺,具体的说涉及一种灵芝菌丝体的双液相补糖发酵生产胞外多糖的工艺。
背景技术
灵芝富含多种药用或保健功能组分,其中灵芝多糖在提高人体免疫力、抑制肿瘤、治疗心血管疾病等方面起着重要的生物活性作用。目前,通过灵芝菌丝体的液体发酵技术进行灵芝多糖的生产,其生成周期仅为一至三周,且不受季节限制,该技术有良好的工业化前景。
灵芝菌丝体多糖发酵是一个耗氧过程,通氧量对发酵十分关键,菌丝的生长以及胞外多糖的产量与发酵液中的溶氧水平有着直接的关系。
与一般微生物胞外多糖发酵特性类似,随着灵芝胞外多糖发酵进程的推进,发酵中后期的高粘度发酵液具有典型的假塑性非牛顿流体特性,这导致了发酵液溶氧困难,极大地影响了氧的传递速度,引起菌体生长的停止和多糖的合成的抑制,所以一般情况下发酵中后期需要加大通气量和加大搅拌速度,这样不仅使能耗水平大大提高,其产生的剪切力也使正在生长的菌丝受到机械损伤,明显影响了菌丝体生长和多糖的形成。
双液相体系的研究始于60年代,70年代初开始出现“双相发酵发酵”这一名词,它是指在好氧发酵体系中加入一种被称作氧载体(oxygen—vectors)的与水相互不溶的新液相,以形成双液相体。这类氧载体是对氧有较高溶解度但又不溶于水的有机溶剂,同时要求对发酵生理过程无任何不良影响。与传统发酵系统相比,双液相体系中的氧载体溶氧效果好,可减少发酵体系中气液传氧阻力,强化传氧系统,从而提高传氧效率,还具有能耗低、发酵系统气泡少、液体剪切力小等特点,因而这样的反应系统不仅适合于好氧高密度发酵,而且适合于如溶氧功耗高、或因大量气泡产生使设备生产能力降低、或因剪切作用大而难以大规模培养的脆弱细胞菌体的培养。
此外,在灵芝菌丝体胞外多糖的双液相发酵体系中,菌丝体细胞在对数生长期阶段主要是菌体的生长繁殖,要求底物中有丰富的氮源,而对碳源的需求量不是太高,但进入生长平衡期后,由于传氧系统的显著改善,菌丝体开始大量合成胞外多糖,这一阶段对底物碳源的需求量大大增加,因此需要在发酵中后期的底物中补加以糖为主的碳源,这一过程简称“补糖”
通常使用的氧载体主要有:液态烷烃、油酸、甲苯、全氟化碳、植物油等,考虑到生物发酵的安全性,以植物油较佳。目前,双液相发酵方式在部分发酵工艺中已被成功应用,但在灵芝菌丝体胞外多糖的发酵生产中尚未见报道。
发明内容
本发明的目的在于,以发酵液体积3%—20%的植物油作为氧载体加入发酵液中,进行灵芝菌丝体胞外多糖的双液相发酵,同时在发酵中后期进行补糖,提供一种能显著提高灵芝菌丝体胞外多糖得率的灵芝菌丝体的双液相补糖发酵生产胞外多糖的工艺。
本发明的技术方案是:以浙江省林业科学技术研究院提供的灵芝菌“赤芝23号”为出发菌种,扩大培养生成种子液后,以植物油作为氧载体,既本发明双液相中的油相,按照发酵液总容积的5%—30%比例加入发酵液中,发酵液为双液相中的水相,按常规高温灭菌后,接种量为10%,发酵通气量保持2.0—3.5L/min,搅拌速度为500—800r/min,培养温度为27℃,培养6-8天;此期间,当菌丝体进入平衡生长期时,开始向罐内补糖;发酵完成后,进行双液相补糖发酵体系多糖的提取。
所述的油相包括:豆油、菜油、花生油、色拉油、调和油。
所述的水相配方包括:
(1)斜面菌种培养基:马铃薯20.0%,葡萄糖2.0%,琼脂2.0%,水76.0%,pH自然;
(2)种子培养基配方:玉米淀粉1.0%,葡萄糖2.0%,蛋白胨2.0%,酵母粉4.0%,KH2PO4 0.1%,MgSO4 0.05%,水90.85%,pH6.0;
(3)发酵培养基配方:葡萄糖3.0%,黄豆粉1.5%,酵母膏0.3%,KH2PO4 0.1%,硫酸镁0.05%,水95.05%,pH自然。
所述的补糖方式为:将葡萄糖配制成70%溶液,高温灭菌后作补糖备用,在发酵进入第3-4天后,对发酵液取样测定,当底物糖含量低于2.0%时,开始向罐内输入葡萄糖液进行补糖,使发酵液底物糖浓度达3.0—4.0%;此后,每隔12小时测定底物糖浓度并补糖,保持底物糖浓度达3.0—4.0%,如此持续补糖操作3-5次。
所述的双液相补糖发酵体系多糖的提取:发酵完成后,将发酵液静置6-12小时,使油相完全上浮于水相之上,并使水溶性多糖充分进入水相发酵液,用吸管小心地将上部油相分离弃去,将剩下的发酵液2000r/min离心10min,取上清液,旋转蒸发器浓缩至原体积的1/5倍后,浓缩液中加3倍体积的95%乙醇,充分搅拌,离心收集醇沉多糖,真空干燥至恒重,获胞外粗多糖。
本发明的优点是:
(1)在没有提高通气量和搅拌转速的前提下,氧载体的引入大大提高了氧在发酵液中的传质系数,并在一定程度上降低了发酵液的粘度,改善了发酵液的流体性能,使菌丝体的生长和多糖的代谢所需要的溶解氧得到了充分保证,使多糖的产量得到显著的提高,而未增加能耗成本。
(2)菌丝体的对数生长期主要是菌丝体的生长阶段,此期间对底物的氮源要求量较大,而对碳源要求相对较低,当进入平衡生长期后,菌丝体开始大量生成多糖,由于底物中的碳源经过前期的消耗,在溶氧状况得到了大大改善以后的双液相发酵体系中,初始的碳源逐步消耗,往往难以满足菌丝体平衡期间对其的需求,从而抑制了多糖的合成。补糖方式的引入,根本上解决了这一难题,使整个菌丝体多糖合成期间都有充足的的碳源底物供应,从而保证了多糖的高产。
具体实施方式
实施例1
以灵芝菌种(Ganoderma lucidum)“赤芝23号”(由浙江省林业科学技术研究院提供)为出发菌种,扩大培养生成种子液后,以豆油作为油相,按照发酵液总容积的10%(V/V)比例加入发酵液中,与发酵培养基一起在121℃高温下灭菌10min后冷却至常温,装入10L的台式发酵罐,装液量为6L,按10%(V/V)接种量接入种子液,在通气量3.0L/min、搅拌速度600r/min、温度27℃的条件下培养7天,进行灵芝菌丝体多糖的双液相发酵(各培养基配方见前述“发明内容”)。同时,将葡萄糖配制成70%溶液,高温灭菌后作补糖备用。发酵进入第3天后,菌丝体进入平衡生长期,开始向罐内补糖。对发酵液取样测定,当底物糖含量低于2.0%时,开始向罐内输入葡萄糖液,使发酵液底物糖浓度达3.5%。此后,每隔12小时测定底物糖浓度并补糖,保持底物糖浓度达3.5%,如此持续操作4次,最后保持至发酵结束。
发酵完成后,将发酵液静置8小时,使油相完全上浮于水相之上,并使水溶性多糖充分进入水相发酵液,用吸管小心地将油相分离弃去,将剩下的发酵液在2000r/min转速下离心10min,取上清液,用旋转蒸发器浓缩至原体积的1/5倍后,浓缩液中加3倍体积的95%乙醇,充分搅拌,离心收集醇沉多糖,真空干燥至恒重,获胞外粗多糖。
实施例2
以灵芝菌种(Ganoderma lucidum)“赤芝23号”(由浙江省林业科学技术研究院提供)为出发菌种,扩大培养生成种子液后,以色拉油作为油相,按照发酵液总容积的10%(V/V)比例加入发酵液中,与发酵培养基一起在121℃高温下灭菌10min后冷却至常温,装入10L的台式发酵罐,装液量为6L,按10%(V/V)接种量接入种子液,在通气量3.0L/min、搅拌速度600r/min、温度27℃的条件下培养7天,进行灵芝菌丝体多糖的双液相发酵(各培养基配方见前述“发明内容”)。同时,将葡萄糖配制成70%溶液,高温灭菌后作补糖备用。发酵进入第3天后,菌丝体进入平衡生长期时,开始向罐内补糖。对发酵液取样测定,当底物糖含量低于2.0%时,开始向罐内输入葡萄糖液,使发酵液底物糖浓度达3.5%。此后,每隔12小时测定底物糖浓度并补糖,保持底物糖浓度达3.5%,如此持续操作4次,最后保持至发酵结束。
发酵完成后,将发酵液静置8小时,使油相完全上浮于水相之上,并使水溶性多糖充分进入水相发酵液,用吸管小心地将油相分离弃去,将剩下的发酵液在2000r/min转速下离心10min,取上清液,用旋转蒸发器浓缩至原体积的1/5倍后,浓缩液中加3倍体积的95%乙醇,充分搅拌,离心收集醇沉多糖,真空干燥至恒重,获胞外粗多糖。
Claims (5)
1.一种灵芝菌丝体的双液相补糖发酵生产胞外多糖的工艺,其特征在于:以浙江省林业科学技术研究院提供的灵芝菌“赤芝23号”为出发菌种,扩大培养生成种子液后,以植物油作为氧载体,既本发明双液相中的油相,按照发酵液总容积的5%—30%比例加入发酵液中,发酵液为双液相中的水相,按常规高温灭菌后,接种量为10%,发酵通气量保持2.0—3.5L/min,搅拌速度为500—800r/min,培养温度为27℃,培养6-8天;此期间,当菌丝体进入平衡生长期时,开始向罐内补糖;发酵完成后,进行双液相补糖发酵体系多糖的提取。
2、一种按照权利要求1所述的一种灵芝菌丝体的双液相补糖发酵生产胞外多糖的工艺,其特征在于:所述的油相包括:豆油、菜油、花生油、色拉油、调和油。
3、一种按照权利要求1所述的一种灵芝菌丝体的双液相补糖发酵生产胞外多糖的工艺,其特征在于:所述的水相配方包括:
(1)斜面菌种培养基:马铃薯20.0%,葡萄糖2.0%,琼脂2.0%,水76.0%,pH自然;
(2)种子培养基配方:玉米淀粉1.0%,葡萄糖2.0%,蛋白胨2.0%,酵母粉4.0%,KH2PO4 0.1%,MgSO4 0.05%,水90.85%,pH6.0;
(3)发酵培养基配方:葡萄糖3.0%,黄豆粉1.5%,酵母膏0.3%,KH2PO4 0.1%,硫酸镁0.05%,水95.05%,pH自然。
4、一种按照权利要求1所述的一种灵芝菌丝体的双液相补糖发酵生产胞外多糖的工艺,其特征在于:所述的补糖方式为:将葡萄糖配制成70%溶液,高温灭菌后作补糖备用,在发酵进入第3-4天后,对发酵液取样测定,当底物糖含量低于2.0%时,开始向罐内输入葡萄糖液进行补糖,使发酵液底物糖浓度达3.0—4.0%;此后,每隔12小时测定底物糖浓度并补糖,保持底物糖浓度达3.0—4.0%,如此持续补糖操作3-5次。
5、一种按照权利要求1所述的一种灵芝菌丝体的双液相补糖发酵生产胞外多糖的工艺,其特征在于:所述的双液相补糖发酵体系多糖的提取为:发酵完成后,将发酵液静置6-12小时,使油相完全上浮于水相之上,并使水溶性多糖充分进入水相发酵液,用吸管小心地将上部油相分离弃去,将剩下的发酵液2000r/min离心10min,取上清液,旋转蒸发器浓缩至原体积的1/5倍后,浓缩液中加3倍体积的95%乙醇,充分搅拌,离心收集醇沉多糖,真空干燥至恒重,获胞外粗多糖。
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CN200910098131A Pending CN101544997A (zh) | 2009-05-04 | 2009-05-04 | 一种灵芝菌丝体的双液相补糖发酵生产胞外多糖的工艺 |
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Country | Link |
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CN (1) | CN101544997A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104894297A (zh) * | 2015-05-12 | 2015-09-09 | 苏州葛家坞生物科技有限公司 | 一种提高灵芝多糖产量的控温液体培养方法 |
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2009
- 2009-05-04 CN CN200910098131A patent/CN101544997A/zh active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104894297A (zh) * | 2015-05-12 | 2015-09-09 | 苏州葛家坞生物科技有限公司 | 一种提高灵芝多糖产量的控温液体培养方法 |
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